CN117322321A - 一种用蓝矮败ab双群把非糯品种转育为蓝糯品种的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用蓝矮败AB双群把非糯品种转育为蓝糯品种的方法，通过蓝矮败A群与B群设计，改变了对含三对隐性基因控制的糯性性状需要杂交一代、回交鉴别一代，两个生长世代完成一次选育的模式，通过A群连续回交、B群连续鉴别，利用A群进一步退半步、B群进一步退半步，相互关联的A群与B群同时种植，合两个半步为一步。A群利用B群提供的糯性蓝矮败，用非糯品种回交，生产分拣的蓝粒作B群的蓝矮败；B群逐轮次生产、鉴别并为A群提供糯性蓝矮败和B群的糯性父本，在A群中寻找打破连锁的各类可育株，将其育成被转非糯品种的蓝糯品种、矮蓝糯、矮糯近等基因系种质。本发明的优点在于：快速提升蓝糯小麦总体水平，丰富小麦种质资源。

Description

一种用蓝矮败AB双群把非糯品种转育为蓝糯品种的方法

技术领域

本发明涉及小麦育种技术领域，尤其涉及一种用蓝矮败AB双群把非糯品种转育为蓝糯品种的方法。

背景技术

蓝糯小麦是兼具有糯小麦与蓝小麦特点的小麦类型。糯小麦俗称黏小麦，其小麦籽粒的淀粉粒中主要积累支链淀粉，几乎很少直链淀粉。糯小麦的用途，除适宜制作黏糕、汤圆外，作为配粉制作面条、面包品质更佳，口感好，并能延长货架期。

蓝小麦在其胚乳的糊粉层中含有抗氧化功能的花青素，并能从土壤中富集锌、铁、铬、锰、硒等对人体有益的微量元素，具有较好的保健功效。小麦是我国人民的主要口粮作物，更是我国北方地区人民的重要主食，因此，作为主食、并具有食疗保健功效的蓝小麦受到社会关注与市场追捧。

蓝糯小麦兼具了蓝小麦富含花青素与锌铁硒锰铬等营养素的营养主食养生价值，同时具有糯小麦所特有的加工特性，扩展了小麦加工利用范围。

但是过去受发展水平与认识水平的限制，蓝糯小麦的研究与生产相对滞后，其品种的产量水平还相对较低，尚达不到目前普通小麦的产量水平。从事这类研究的人员相对较少，发表的研究论文与相关发明较少，为适应人民群众对健康主食日益丰富的需求，我们自2010年以来就展开了对蓝小麦及蓝糯小麦的研究，研究填补了多项技术空白，创造了一条全新的蓝糯小麦的选育途径。

本发明选育蓝糯所利用的“蓝矮败”种质是一种蓝粒(4D/4E)、矮秆(Rht10)、花药败育(Ms2)三个显性性状连锁在4D染色体的异易位附加系单体。以普通白粒小麦为蓝矮败授粉，蓝矮败植株上同一麦穗会结出蓝粒(约占1/4)与白粒(约占3/4)两种颜色的籽粒，分拣其蓝粒种植下年还是矮秆败育的，再用普通白粒小麦授粉仍然是同一麦穗结出蓝粒与白粒两种颜色的籽粒；种植分拣的白粒与普通小麦一样，株高正常有花药，能够正常自交结实，且全部为白粒。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用蓝矮败AB双群把非糯品种转育为蓝糯品种的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种用蓝矮败AB双群把非糯品种转育为蓝糯品种的方法，包括以下步骤：

S1、通过蓝矮败A群与B群设计，改变了对含三对隐性基因控制的糯性性状需要杂交一代、回交鉴别一代，两个生长世代完成一次对隐形基因控制糯性性状的选育模式，通过A群连续杂交、B群连续鉴别，利用A群进一步退半步、B群进一步退半步，合两个半步为一步，实现了对糯性性状每个生长世代转育一代的转育目标；

S2、相互关联的A群与B群同时种植，A群利用B群提供的糯性蓝矮败，用待转非糯品种为其连续回交授粉转育其遗传背景，生产分拣的蓝粒用作B群所利用的蓝矮败，B群逐轮次生产、鉴别并为A群提供糯性蓝矮败和B群自身利用的白粒糯性父本；

S3、在经过非糯品种数世代连续回交后的AB双群运行过程中，在A群蓝矮败群体中观察寻找打破性状连锁分离出的可育株，将这些从A群蓝矮败群体中选到的可育株扩群自交一代，选择全蓝单株并经糯性鉴别确认，再经过一代的株穗行种植观察比较，淘汰个别单株后代，将绝大多数株行种子混合，即为连续回交父本的蓝糯种质，也称蓝糯某品种，或某品种的蓝糯近等基因系。

进一步地，在上述经过非糯品种数世代连续回交后运行的AB双群中，在A群蓝矮败群体中观察寻找打破性状连锁分离出的矮秆可育株，经自交扩群，在其矮秆可育株扩群群体中可以选育出矮蓝糯种质与矮糯种质，育成非糯品种的矮蓝糯种质与矮糯种质，为常规育种提供种质资源。

进一步地，结合加代技术及分子标记辅助选择技术的运用还可缩短转育各类种质所需要的年限及糯性鉴别的可靠性。

进一步地，A群的功能就是连续用某非糯品种回交，逐步导入该品种的全部遗传背景基因。A群利用B群提供的糯性蓝矮败，用选定的非糯品种连续为其授粉，所结籽粒均为糯性基因杂合个体，分拣蓝粒用作组建B群的蓝矮败不育系；

B群的功能就是逐轮次生产、鉴别并为A群提供糯性蓝矮败。每个轮次均利用B群自身当年产生、染色鉴别出的糯性白粒为来自A群的蓝矮败授粉，授粉所结籽粒用0.2％的I₂～KI溶液染色，检测筛选出糯性蓝粒(蓝矮败)提供给A群利用，检测筛选出糯性白粒，成为本群(B群)下一轮次的授粉父本。

本发明与现有技术相比优点在于：

通过蓝矮败A、B双群糯性转育技术途径，可以将任何一个普通非糯小麦品种快速转育成它的蓝糯品种(称其谓该品种的蓝糯近等基因系)，使蓝糯小麦的产量水平、抗性、适应性等达到目前普通小麦的水平，快速提升蓝糯小麦的总体水平，为蓝糯小麦的产业化提供品种保障；利用本方法也可以选育出其矮蓝糯、矮糯种质，以丰富小麦种质资源。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

实施例

1.所利用种质材料来源说明：

鲁麦23：是山东省审定的大穗高产品种，因其制作馒头、包子等食品麦香浓郁、口感好，深受消费者欢迎，故选用其作为转育蓝糯品种的轮回父本(底座品种)，淄博爱民种业有限公司收藏并提供。

鲁麦23蓝矮败，由淄博爱民种业有限公司以西昌农科所提供的蓝矮败97-866不育系，用鲁麦23为父本连续回交转育而成。淄博爱民种业有限公司保存提供。

农大糯麦1号(京审麦2005015)中国农业大学选育。淄博爱民种业有限公司收藏并提供。

2.两群建群前期准备

糯性蓝矮败中间材料的选育：用任一糯小麦品种为任一非糯蓝矮败授粉，再用糯小麦回交一代(同一麦穗上结出蓝粒与白粒两种颜色的籽粒)，按粒色分拣蓝粒与白粒，再分别用0.2％的I₂～KI溶液染色(约1/8呈棕色籽粒为糯性、占7/8呈蓝黑色为非糯性籽粒)鉴别糯性蓝矮败籽粒，同时鉴别白粒中的糯性籽粒。用选出的白粒糯小麦为糯性蓝矮败授粉，育成可以利用的糯性蓝矮败回交群体中间基础材料。

具体实施步骤：种植鲁麦23蓝矮败，秋季播种种植4行，行距25厘米，小区行长5米，每米播种25粒(500粒规模)，两侧各播种1行农大糯麦1号，宽苗带撒播100粒/米。四周预留小走道。抽穗前在父本外侧25厘米左右处用竹木桩、铁丝、塑料编织布搭建一条隔离墙，墙高1.3米，将种植区四周搭建一圈这种隔离墙形成隔离区。对蓝矮败中分离出的非矮秆植株等各类有花药植株及时拔除，并拔除父本中的杂株。在扬花期农大糯麦1号为蓝矮败自由授粉，散粉盛期用小竹竿拨动父本麦穗人工辅助授粉。成熟期及时收获蓝矮败所结籽粒(同一麦穗上会结出蓝粒与白粒两种颜色的籽粒，蓝粒约占1/4、白粒约占3/4)，分拣其中的蓝粒保存，等待秋季继续利用播种。

秋季播种上述分拣的蓝粒(糯性基因杂合状态蓝矮败)种植4行，行距25厘米，小区行长5米，每米播种25粒(500粒规模)，两侧各播种1行农大糯麦1号作为回交父本，宽苗带撒播100粒/米。四周预留小走道。抽穗前在父本外侧25厘米左右处用竹木桩、铁丝、塑料编织布搭建一条隔离墙，将种植区四周搭建一圈这种隔离墙形成隔离区。对蓝矮败中分离出的高秆植株等各类有花药植株及时拔除，并拔除父中的杂株。扬花期任农大糯麦1号为蓝矮败自由授粉，散粉盛期用小竹竿拨动父本麦穗人工辅助授粉。成熟期及时收获蓝矮败，脱粒并分拣其蓝粒与白粒，并分别用0.2％的I₂～KI溶液染色，对其进行糯性鉴定，鉴别选出的糯性蓝粒为用于组建A群糯性蓝矮败，鉴别出的糯性白粒为用于组建B群的授粉父本。用选出的白粒糯小麦为糯性蓝矮败授粉，育成可以利用的糯性蓝矮败回交群体中间基础材料。

3.A群与B群双群的建立。

3.1A群的建立

将前述鉴定出的糯性蓝矮败作为组建A群的不育系，播种4行(种子量少可少播)，行长2米，25粒/米；两侧播种待转育非糯品种鲁麦23，宽苗带撒播50～100粒/米。四周预留小走道。抽穗前在父本外侧25厘米左右处用竹木桩、铁丝、塑料编织布搭建一条隔离墙，将种植区四周搭建一圈这种隔离墙形成隔离区。及时拔除蓝矮败中分离出的高秆植株等各类有花药植株，同时拔除鲁麦23中杂株。扬花期自由授粉，授粉关键时期用小竹竿拨动父本麦穗人工辅助授粉。成熟期及时收获，脱粒后分拣其中的蓝粒用于B群当年秋播利用(白粒淘汰)的组群蓝矮败。

3.2B群的建立

B群，种植来自A群的蓝矮败(糯性基因处在杂合状态)作为组建B群的不育系，播种4行(种子量少可少播两行)，行长2米，25粒/米；两侧播种前述分拣染色鉴定出的糯性白粒，宽苗带撒播50粒/米(种子量少可稀播)。四周预留小走道。抽穗前在父本外侧25厘米左右处用竹木桩、铁丝、塑料编织布搭建一条隔离墙，将种植区四周搭建一圈这种隔离墙形成隔离区。及时拔除蓝矮败中分离出的高秆植株等各类有花药植株。扬花期自由授粉，授粉关键时期用小竹竿拨动父本麦穗人工辅助授粉。成熟期及时收获全部蓝矮败植株，脱粒并分拣其中的蓝粒与白粒。

在播种之前几天，对分拣出的蓝粒与白粒分别染色，采用半粒活体种子染色法，用0.2％的I₂～KI溶液染色冠毛端切下的部分，鉴别选择糯性(染色显现棕红色)籽粒，(【注】不论蓝粒还是白粒其糯性籽粒占比均约为1/8左右)。鉴别出的糯性蓝粒(糯性蓝矮败)有胚端用于当年秋播A群利用的糯性蓝矮败，染色鉴别出的糯性白粒(有胚端)用于当年秋播B群的父本。

4.A群与B群两群的运行

同地点A群与B群同时种植，两群共同实施一起运行。

4.1A群的运行

每代利用B群当年生产鉴别出的糯性蓝矮败种子，种植4行通常行长2米，25粒/米；两侧播种轮回父本品种鲁麦23号，宽苗带撒播50～100粒/米。四周预留小走道。抽穗前在父本外侧25厘米左右处用竹木桩、铁丝、塑料编织布搭建一条隔离墙，将种植区四周搭建一圈这种隔离墙形成隔离区。及时拔除蓝矮败中分离出的高秆植株等各类有花药植株，同时拔出鲁麦23中的杂株。扬花期自由授粉，授粉关键时期用小竹竿拨动父本麦穗人工辅助授粉。成熟期及时收获全部蓝矮败植株，脱粒并分拣其中的蓝粒(蓝矮败)用于B群当年秋播利用(白粒全部淘汰)。年复一年一个世代一个世代的如此运转。

4.2B群的运转

秋播用从A群当年夏季收获分拣出的蓝粒种子(含杂合糯性基因)作为B群的蓝矮败不育系，播种4行，行长2米，25粒/米；两侧播种前述B群本身当年收获分拣染色鉴定出的糯性白粒做父本，宽苗带撒播50～100粒/米。四周预留小走道。抽穗前在父本外侧25厘米左右处用竹木桩、铁丝、塑料编织布搭建一条隔离墙，将种植区四周搭建一圈这种隔离墙形成隔离区。及时拔除蓝矮败中分离出的高秆植株等各类有花药植株，扬花期自由授粉，在授粉关键时期用小竹竿拨动父本麦穗人工辅助授粉。成熟期及时收获授粉蓝矮败，分拣其中的蓝粒与白粒，对蓝粒与白粒分别用0.2％的I₂～KI溶液染色，鉴别选择糯性籽粒。通常染色鉴别工作在播种之前几天进行，鉴别出的糯性蓝粒为用于当年秋播A群利用的糯性蓝矮败，染色鉴别出的糯性白粒，为用于当年秋播B群的父本。年复一年一个世代一个世代的如此运转。

4.3A群与B群两群的运行及蓝糯可育株的寻找

同时种植A群与B群，A群用B群当年生产鉴别出的糯性蓝矮败为不育系，以鲁麦23为授粉父本，为B群生产提供回交了鲁麦23的蓝矮败(糯性基因处于杂合状态)。

B群利用A群当年生产分拣的蓝粒(糯性基因杂合且含有部分鲁麦23的遗传背景的蓝矮败)不育系，用本群(B群)当年染色鉴别出的糯性白粒(也含有部分鲁麦23的遗传背景)为授粉父本，对再收获的籽粒分拣蓝粒与白粒，分别对其染色鉴别筛选糯性籽粒。其糯性蓝粒是提供给A群秋播利用的蓝矮败，糯性白粒作为B群的授粉父本被秋播利用。

每年每个世代A群与B群都在同地点同时播种，按上述方式两群逐世代年复一年种植、分拣、糯性鉴定。逐步把鲁麦23的遗传背景全部导入到A、B双群的每一个体中来。

5.蓝糯、矮蓝糯、矮糯种质的寻找与选育

5.1蓝糯种质的选育过程

用鲁麦23经过连续回交7个世代代次后，运行的双群在A群群体中发现有打破连锁出现的两个非矮秆可育株，套袋挂牌，授粉结束后去除套袋，成熟后收获脱粒(蓝粒与白粒约各一半)。当年秋季对其进行自交扩群，将两株种子混合不分粒色随机单粒稀播种植，行距20厘米，行长5米，6行区，人工点播，或将全部种子分为6等份装入排种盒(6格即6行)中，使用穗行/小区播种机机播。

观察其自交扩群群体，其各个植株田间外观长相都与鲁麦23相同或相近，则说明构成群体的各个植株均为其原连续回交品种鲁麦23的近等基因系。逐一按株拔收，按株脱粒，单株保存，则会发现有的单株为全蓝粒植株、有的单株为全白粒植株，有的单株则会有蓝粒与白粒两种籽粒。这些全蓝植株理论上讲应当是连续回交父本鲁麦23的蓝糯近等基因系，但需要逐株进行染色糯性鉴别确认，选择植株的部分籽粒用0.2％的I₂～KI溶液进行染色，若发现鉴定籽粒连续数粒均为糯性时则可判断其为全蓝糯植株。

再经过一代的株行(5米双行)种植观察比较，淘汰个别表现偏差的单株后代，将绝大多数全蓝糯株行种子混合，它便是连续回交父本鲁麦23的蓝糯近等基因系，即为蓝糯品种——蓝糯鲁麦23。

在上述A群所发现非矮秆可育株的自交扩群群体中的全白粒单株理论讲应当为鲁麦23的糯性近等基因系(需经进一步进行染色确认是否确为糯性)即糯性鲁麦23，以该糯性鲁麦23为父本与B群染色筛选出的糯性蓝矮败组群，则构成鲁麦23糯性蓝矮败的回交群体。

5.2矮蓝糯鲁麦23及矮糯鲁麦23种质的选育

在鲁麦23利用蓝矮败A群与B群双群糯性转育过程中，在A群中寻找发现了1株矮秆有花药植株，对其进行了套袋标注，授粉结束后去除套袋挂牌，成熟后按单株收获脱粒(蓝粒与白粒各约占一半)。

当年秋季对其进行自交扩群，将种子不分粒色随机单粒稀播种植，行距20厘米，行长2米，株距20粒/米，共种植了3行。观察该自交扩群群体，其各个植株都很矮，但其田间外观长相都相同或相近，理论推测构成群体的各个植株均应为其原连续回交品种鲁麦23的矮秆近等基因系。逐一按株拔收，按株脱粒，单株保存，则会发现有的单株为全蓝粒植株、有的单株为全白粒植株，有的单株则会有蓝粒与白粒两种籽粒。这些矮秆全蓝粒植株理论上讲应当是连续回交父本鲁麦23的矮秆蓝糯近等基因系，经染色确认确实为糯性籽粒。又经过一代的株行(2米双行)种植观察比较，淘汰个别单株后代，将绝大多数株行种子混合，它便是连续回交父本鲁麦23的矮秆蓝糯近等基因系，即为矮秆蓝糯种质——矮蓝糯鲁麦23。

在A群发现矮秆可育株的自交扩群群体中的矮秆全白粒植株，理论讲应当为糯性矮秆单株，经染色糯性确认，再经过一代的株行种植观察比较，淘汰个别株行，将绝大多数株行种子混合，它便是连续回交父本鲁麦23的矮秆糯性近等基因系，即为矮秆糯性种质——矮糯鲁麦23。

在蓝矮败A、B双群运转过程中，若结合加代技术及分子标记辅助选择技术的运用则可大大缩短转育各类种质所需要的年限。

6.育成种质的特征特性

6.1蓝糯鲁麦23：冬性品种，幼苗匍匐，起身晚，麦脚利落，茎秆粗壮，旗叶宽大，前冲后垂，株高80～85厘米，抗倒伏，自然条件发病轻，熟期比鲁麦23略晚，熟相一般。穗长方形，长芒白壳，穗大粒多，亩成穗30万左右，穗粒数45粒左右，千粒重43～48克，蓝粒糯性，籽粒偏粉质，中筋类，饱满度较好。

6.2矮蓝糯鲁麦23种质：属冬性品系，幼苗匍匐，起身晚，麦脚利落，茎秆粗壮，旗叶宽大，前冲后垂，株高50～60厘米，抗倒伏，自然条件发病轻，熟期比鲁麦23晚2天，熟相一般。穗长方形，长芒白壳，穗大粒多，亩成穗25万左右，穗粒数4粒左右，千粒重42克左右，蓝粒糯性，籽粒偏粉质，饱满度一般，属中筋类品种。

6.3矮糯鲁麦23种质：

属冬性种质，幼苗匍匐，起身晚，麦脚利落，茎秆粗壮，旗叶宽大，前冲后垂，株高50～60厘米，抗倒伏，自然条件发病轻，熟期比鲁麦23晚熟1天，熟相一般。穗长方形，长芒白壳，穗大粒多，亩成穗25万左右，穗粒数40粒左右，千粒重42克左右，白粒糯性，籽粒偏粉质，饱满度一般，属中筋类品种。

本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，实施例中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的实施方式并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种用蓝矮败AB双群把非糯品种转育为蓝糯品种的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过蓝矮败A群与B群设计，改变了对含三对隐性基因控制的糯性性状需要杂交一代、回交鉴别一代，两个生长世代完成一次对隐形基因控制糯性性状的选育模式，通过A群连续杂交、B群连续鉴别，利用A群进一步退半步、B群进一步退半步，两群同时种植合两个半步为一步，实现了对糯性性状每个生长世代转育一代的转育目标；

S2、相互关联的A群与B群同时种植，A群利用B群提供的糯性蓝矮败，用待转非糯品种为其连续回交授粉，生产分拣的蓝粒用作B群所利用的蓝矮败，B群逐轮次生产、鉴别并为A群提供糯性蓝矮败和B群自身利用的白粒糯性父本；

S3、在经过非糯品种数世代连续回交后的AB双群运行过程中，在A群蓝矮败群体中观察寻找打破性状连锁分离出的可育株，将这些从A群蓝矮败群体中选到的可育株扩群自交一代，选择全蓝单株并经糯性鉴别确认，再经过一代的株穗行种植观察比较，淘汰个别单株后代，将绝大多数株行种子混合，即为连续回交父本的蓝糯种质，也称蓝糯某品种，或某品种的蓝糯近等基因系。

2.根据权利要求1所述的一种用蓝矮败AB双群把非糯品种转育为蓝糯品种的方法，其特征在于：

在上述经过非糯品种数世代连续回交后运行的AB双群中，在A群蓝矮败群体中观察寻找打破性状连锁分离出的矮秆可育株，经自交扩群，在其矮秆可育株扩群群体中可以选育出矮蓝糯种质与矮糯种质，育成非糯品种的矮蓝糯种质与矮糯种质，成为常规育种的种质资源。

3.根据权利要求1所述的一种用蓝矮败AB双群把非糯品种转育为蓝糯品种的方法，其特征在于：

结合加代技术及分子标记辅助选择技术的运用还可缩短转育各类种质所需要的年限及糯性鉴别的可靠性。